JP2001099742A - 漏水検出システム及び漏水検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 漏水発生位置検出のための測定精度を向上
と、複数の漏水箇所が存在しても確実に区別して検出す
ることができる技術を提供すること。 【解決手段】 遮水膜１０の上側に平行に並べた複数の
上側線状電極１〜８と、遮水膜の下側に平行に上側線状
電極と交差する形態で並べた複数の第１下側線状電極Ａ
〜Ｈと、遮水膜の下側に平行に第１下側線状電極と交差
する形態で並べた第２下側線状電極Ｉ〜Ｑと、下側線状
電極どうしの各交差部分にそれぞれ設けた絶縁体３０
と、交流電源８２と、遮水膜１０の上下の線状電極を少
なくとも１本づつ選択して交流電源の一方に接続し、他
の線状電極は全て交流電源の他方に接続するための選択
接続手段５１、５２、５３と、選択された上下の線状電
極間に流れる電流を検出するための電流検出回路８３
と、電流検出回路の出力を受けて検波を行う位相検波回
路８４とを含む構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂または合
成ゴムシートあるいはアスファルトなどの遮水膜を敷設
して造成された管理型終末処分場等における漏水検出シ
ステム及び漏水検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、遮水膜を用いた人工的な管理型終
末処分場においては、漏水が発生すると地下水汚染や公
害問題等が発生するため、定期的に遮水膜の点検を行
い、遮水膜に破損が生じていれば漏水箇所を検出して適
当な補修を行う必要がある。

【０００３】このような遮水膜の漏水発生位置を検出す
るために、図３及び図４に示すような検出方式が採用さ
れている。この検出方式では、遮水膜１０の下側に、所
定の間隔で平行に並べた複数の第１下側線状電極Ａ〜Ｈ
と、それら第１下側線状電極と交差するように所定の間
隔で平行に並べた第２下側線状電極Ｉ〜Ｐとを配置す
る。さらに、それら第１下側線状電極と第２下側線状電
極との各交差部分に、各交差部分での電気的短絡を防止
するための絶縁体３０を設け、遮水膜１０の上側に電圧
の印加電極２０を設置する。

【０００４】そして、この印加電極２０と測定対象の処
分場などから遠く離れた地点に設置した電極２１間に、
直流電源２２により直流電圧を印加し、電極セレクタ２
５及び２６により順次選択した第１下側線状電極Ａ〜Ｈ
及び第２下側線状電極Ｉ〜Ｐの各１本（図ではＣ、Ｋ）
と、処分場外の別の遠地点２３との電位差を電位差計２
４により測定することによって、遮水膜１０の漏水部分
に生じる電位異常を検出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この検
出方式では、遮水膜１０の下側に設置した第１下側線状
電極Ａ〜Ｈと第２下側線状電極Ｉ〜Ｐとの各交差部分に
のみ絶縁体３０を設けて電気絶縁処理を行っているだけ
であるため、電位差計２４による測定において地盤を介
して下側線状電極どうしが短絡状態となって漏水周辺に
生じる電位異常を検出することができない場合があっ
た。

【０００６】よって、本発明の課題は、遮水膜の上側に
も複数の線状電極を配置すると共に、各線状電極の選択
方法に配慮することで、漏水発生位置検出のための測定
精度を向上させることができ、さらに複数の漏水箇所が
存在しても確実に区別して検出することができる技術を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る漏水検出シ
ステムは、敷設された遮水膜の上側に平行に所定の間隔
で並べられた複数の上側線状電極と、遮水膜の下側に平
行に上側線状電極と交差するように所定の間隔で並べら
れた複数の第１下側線状電極と、遮水膜の下側に平行に
第１下側線状電極と交差するように所定の間隔で並べら
れた第２下側線状電極と、それら第１下側線状電極と第
２下側線状電極との各交差部分にそれぞれ設けられ、各
交差部分における電気的短絡を防止するための絶縁体
と、交流電源と、複数の上側線状電極の少なくとも１本
を選択すると共に、第１下側線状電極及び第２下側線状
電極のうちの少なくとも１本を選択し、選択した線状電
極のうち上側線状電極を交流電源の一方に接続し、他の
線状電極は全て交流電源の他方に接続するための選択接
続手段と、交流電源の一方に接続された上側線状電極
と、反対側において選択された線状電極との間に流れる
電流を検出するための電流検出回路と、電流検出回路の
出力を受けて検波を行う検波手段とを含む構成とした。

【０００８】この構成によれば、遮水膜上の複数の上側
線状電極のうち１本だけ選択して電圧を印加した場合、
その印加電極周辺以外は遮水膜上下とも同電位となり、
漏水が存在しても電流は流れない。また、１本だけ選択
された印加電極周辺に漏水が存在する場合には、電流検
出回路に接続された電極周辺に漏水がある場合に限り電
流が測定されるが、漏水の周辺に電流検出回路に接続さ
れた線状電極がない場合には電流は検出されない。した
がって、複数の漏水箇所が遮水材料に存在しても、確実
に分離して検知することが可能となる。電流検出回路の
出力は検波手段により検波される。検波手段は、例えば
交流電源の電圧波形と同相電流成分のみ抽出して、電流
中に含まれる自然電位や高調波電流成分を除去する位相
検波回路を有し、遮水膜の漏水部分に流れる電流のみ測
定できる機能を有するものが好適に採用される。

【０００９】上側線状電極としては、互いに平行に延び
る第２下側線状電極相互の間にそれぞれ位置しかつ第２
下側線状電極と平行に配置される構成とすることが好ま
しい。このように構成することで、上側線状電極が第２
下側線状電極と上下に重ならないようように相互に間隔
をおいて配置することができる。

【００１０】また、上側線状電極相互の間隔は、第２下
側線状電極相互の間隔よりも広い構成とすることもでき
る。

【００１１】本発明に係る漏水検出方法では、上記漏水
検出システムにおいて、選択接続手段により、複数の上
側線状電極の１本を選択すると共に、第１下側線状電極
及び第２下側線状電極をそれぞれ１本選択し、それら選
択した上側線状電極と第１下側線状電極及び第２下側線
状電極との間に流れる電流を電流検出回路で検出するこ
とにより漏水位置を検出する方法を好適に採用すること
ができる。

【００１２】さらに、本発明に係る漏水検出方法では、
選択接続手段により、複数の上側線状電極の全てを選択
すると共に、第１下側線状電極及び第２下側線状電極の
全てを選択し、それら選択した全ての上側線状電極と全
ての第１下側線状電極及び第２下側線状電極との間に流
れる電流を電流検出回路で検出することにより漏水の有
無を検出する方法を好適に採用することもできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明を管理型廃棄物処分場に適用した実施の形態を示すブ
ロック図であり、図２は図１円Ａ部の部分拡大断面図で
ある。

【００１４】この図１及び図２に示すように、遮水膜
（しゃ水シート）１０の上に上側線状電極１〜８が配置
され、遮水膜１０の下に、上側線状電極１〜８と交差す
る方向に第１下側線状電極Ａ〜Ｈがそれぞれ配置され、
さらに遮水膜１０の下に第１下側線状電極Ａ〜Ｈと交差
する方向に第２下側線状電極Ｉ〜Ｑ〜がそれぞれ配置さ
れている。

【００１５】電極セレクタは、第１の電極セレクタ５１
と、第２の電極セレクタ５２と、第３の電極セレクタ５
３とがある。第１の電極セレクタ５１には、上側線状電
極１〜８のうちの少なくとも１本（図１では線状電極
３）を選択すると残りの上側線状電極は全て共通に接続
する機能を持つ電極セレクタが用いられている。第２の
電極セレクタ５２及び第３の電極セレクタ５３も同様で
ある。

【００１６】発振器８１で作り出された信号波形は電力
増幅回路８２で電力増幅される。電力増幅回路８２と、
上側線状電極１〜８と、第１下側線状電極Ａ〜Ｈと、第
２下側線状電極Ｉ〜Ｑとの間は、第１、第２、及び第３
の電極セレクタ５１、５２、及び５３により、次のよう
に接続される。

【００１７】まず、上側線状電極１〜８においては、第
１の電極セレクタ５１で選択された少なくとも１本の上
側線状電極３が電力増幅回路８２の出力側の一方（α）
に接続され、残りの上側線状電極１、２、４〜８は全て
電力増幅回路８２の出力側の他方（β）に直接接続され
る。

【００１８】次に、第１下側線状電極Ａ〜Ｈにおいて
は、電力増幅回路８２の出力側の他方に、第２の電極セ
レクタ５２で選択された少なくとも１本の第１下側線状
電極Ｃが電流検出回路８３を介して接続され、残りの第
１下側線状電極Ａ、Ｂ、Ｄ〜Ｈはすべて電力増幅回路８
２の出力側の他方に直接接続される。

【００１９】次に、第２下側線状電極Ｉ〜Ｑにおいて
は、電力増幅回路８２の出力側の他方に、第３の電極セ
レクタ５３で選択された少なくとも１本の第２下側線状
電極Ｋが電流検出回路８３を介して接続され、残りの第
２下側線状電極Ｉ、Ｊ、Ｌ〜Ｑはすべて電力増幅回路８
２の出力側の他方に直接接続される。

【００２０】本実施の形態では、第１下側線状電極Ａ〜
Ｈの配置と、第２下側線状電極Ｉ〜Ｑの配置については
従来と同様の構成としているが、遮水膜１０の上側に、
第１下側線状電極Ａ〜Ｈと交差しかつ第２下側線状電極
Ｉ〜Ｑと上下方向に重ならないように所定の間隔で並べ
た複数の上側線状電極１〜８を配置している。これらの
上側線状電極１〜８は、互いに平行に延びる第２下側線
状電極Ｉ〜Ｑ相互の中間部分にそれぞれ位置しかつ第２
下側線状電極Ｉ〜Ｑと平行に配置されている。

【００２１】第１下側線状電極Ａ〜Ｈと第２下側線状電
極Ｉ〜Ｑとの各交差部分には絶縁体３０が設けられてい
る。そして、第１下側線状電極Ａ〜Ｈ及び第２下側線状
電極Ｉ〜Ｑは電力増幅回路８２の出力側の他方にそれぞ
れ接続されている。

【００２２】その結果、遮水膜１０上の複数の上側線状
電極１〜８のうち、１本だけの上側線状電極（図１では
３）を選択した場合、その上側線状電極３周辺以外は遮
水膜１０の上下とも同電位となり、漏水が存在しても電
流は流れない。また、１本だけ選択された上側線状電極
３周辺に漏水が存在する場合には、電流検出回路８３に
接続された上側線状電極周辺に漏水がある場合に限り電
流が測定されるが、漏水の周辺に電流検出回路８３に接
続された上側線状電極がない場合には電流は検出されな
い。したがって、複数の漏水箇所が遮水膜１０に存在し
ても、確実に分離（区別）して検知することが可能とな
る。

【００２３】位相検波回路８４は、電力増幅回路８２か
ら出力される交流電圧波形と同相電流成分のみ抽出し
て、電流中に含まれる自然電位や高調波電流成分を除去
し、遮水膜１０の漏水部分に流れる電流のみ測定できる
機能を有する。このように、位相検波回路８４により印
加電圧に同期した位相で電流検出回路８３の位相検波を
行い、その位相検波出力は、例えばＡ／Ｄコンバータで
ディジタル信号に変換され、パソコンのようなコンピュ
ータ（何れも図示せず）に与えられ、画像表示される。

【００２４】第１下側線状電極Ａ〜Ｈと、第２下側線状
電極Ｉ〜Ｑとの各交差部分に設ける絶縁体３０は、各交
差部分における電気的短絡を防止するためのものであ
る。したがって、短絡防止機能を発揮できればこの絶縁
体３０の形状や材質等は特に限定されないが、好ましい
態様として、第１下側線状電極Ａ〜Ｈと第２下側線状電
極Ｉ〜Ｑとの交差部分において、何れか一方の線状電極
を被覆する絶縁被覆により形成することができる。図示
例では、第１下側線状電極Ａ〜Ｈに対して絶縁被覆して
なる絶縁体３０が設けられている。

【００２５】上側線状電極１〜８の具体的な配置構成に
ついて、図１に示す例では第２下側線状電極Ｉ〜Ｑと平
行で、各第２下側線状電極間の中間に位置するように配
置している。即ち、上側線状電極の間隔が第２下側線状
電極の間隔と同じになっているが、必ずしも同じになっ
ている必要はなく、第２下側線状電極の間隔よりも広く
ても良い。なぜなら、遮水膜１０の上側、即ち処分場の
内部は雨水等の水分の存在で遮水膜１０の下側よりも電
気伝導度が高い状態が多いため、その分、上側線状電極
の間隔を広くしても測定に必要な電位分布とすることが
できるからである。

【００２６】また、図示例のように商用交流電源による
電圧を線状電極に直接印加するのに代えて、オシレータ
等の発振器８１、電力増幅回路８２を用いた場合、高周
波成分や自然電流成分をカットして測定安定性を高める
ことができる。

【００２７】このような構成において、遮水膜１０に破
損が無い場合、遮水膜１０の上下において選択された上
側線状電極３と、第１下側線上電極Ｃ、及び第２下側線
上電極Ｋとの間に流れる電流は遮水膜１０の容量成分を
流れる電流となるため、電流の絶対値は小さい値とな
り、且つ電力増幅回路８２による印加電圧の位相に対し
ては進み位相となる。一方、遮水膜１０に破損が生じる
と、破損箇所の上下において選択された線状電極間には
電流が流れ易い。このことから、遮水膜１０の上下の線
状電極の組合せ交点が破損箇所に近い場合には電流の絶
対値は大きくなり、且つ印加電圧の位相に近づく傾向を
示す。このことから、上下の線状電極のそれぞれの交点
について電流を測定することにより遮水膜１０の破損箇
所を検出することが可能になる。

【００２８】漏水発生位置の検出方法については、第１
の電極セレクタ５１によって、印加電極となる上側線状
電極を１本と、第２の電極セレクタ５２及び第３の電極
セレクタ５３によって、電流測定電極となる第１下側線
状電極又は第２下側線状電極を１本選択して電流測定す
る方法を採用しても良いし、電流測定電極側を電極が交
差する組み合わせで選択して測定する方法を採用しても
良い。図１では印加電極として上側線状電極３が選択さ
れ、電流測定電極として第１下側線状電極Ｃと第２下側
線状電極Ｋとが交差する組合せで選択されて電流測定し
ている例が示されている。

【００２９】即ち、電流測定電極を２本選択して測定す
る場合、Ａ〜Ｈまでの第１下側線状電極１本と、Ｉ〜Ｑ
までの第２下側線状電極１本を選択し、測定対象領域を
面で測定しても良いし、上側線状電極１〜８のうち１本
を選択し、この状態で電極Ａ〜Ｑまでの各１本の電極に
ついて電流測定を実施する方法を採用しても良い。さら
に、遮水膜１０上の全ての上側線状電極と、全ての下側
線状電極間に電圧を印加し、この間に流れる電流の大き
さを測定することにより、遮水膜１０漏水の有無を判断
する測定方法を採用することもできる。

【００３０】本実施の形態における特筆的な効果は、遮
水膜１０の上下に配置した線状電極のうち１本だけ極性
が異なりその他の電極電位が同電位となることから生ま
れる。即ち、遮水膜１０に漏水が存在しても、遮水膜の
上下か同電位であれば電流が流れることはないし、遮水
膜１０の上側線状電極の極性が異なる１本の電極周辺に
漏水が存在しても、電流検出回路８３に接続されていな
ければ電流が測定されることはない。したがって、漏水
に対して非常に分解能が高くなる。

【００３１】また、発振器８１で作成した正弦波交流電
圧を使用するため、従来例で示した測定方式と比較し
て、電極周辺での電気二重層による影響が少ない。ま
た、遮水膜の静電容量影響で生ずる位相のずれた電流や
自然電位の影響、電磁波の影響による高調波電流は位相
検波回路により除去できる。

【００３２】なお、上記実施の形態では、管理型終末処
理場に適用した場合に好適な例を述べたが、水槽、貯水
池等の遮水膜を対象として適用することもできる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、遮水膜
の上側にも複数の線状電極を配置すると共に、各線状電
極の選択方法に配慮することで、漏水発生位置検出のた
めの測定精度を向上させることができ、さらに複数の漏
水箇所が存在しても確実に区別して検出することができ
る技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る漏水検出システムの
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る第１下側線状電極と
第２下側線状電極との交差部分の構成を示す図１の円Ａ
部の拡大断面図である。

【図３】従来の漏水検出システムの構成を示すブロック
図である。

【図４】従来の漏水検出システムの第１下側線状電極と
第２下側線状電極との交差部分の構成を示す図３の円Ａ
部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１〜８ 上側線状電極 Ａ〜Ｈ 第１下側線状電極 Ｉ〜Ｑ 第２下側線状電極 １０ 遮水膜（遮水材料） ３０ 絶縁体 ５１ 第１の電極セレクタ（選択接続手段） ５２ 第２の電極セレクタ（選択接続手段） ５３ 第３の電極セレクタ（選択接続手段） ８１ 発振器 ８２ 電力増幅回路（交流電源） ８３ 電流検出回路 ８４ 位相検波回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 敷設された遮水膜の上側に平行に所定の
   間隔で並べられた複数の上側線状電極と、 前記遮水膜の下側に平行に前記上側線状電極と交差する
   ように所定の間隔で並べられた複数の第１下側線状電極
   と、 前記遮水膜の下側に平行に前記第１下側線状電極と交差
   するように所定の間隔で並べられた第２下側線状電極
   と、 それら第１下側線状電極と第２下側線状電極との各交差
   部分にそれぞれ設けられ、各交差部分における電気的短
   絡を防止するための絶縁体と、 交流電源と、 前記複数の上側線状電極の少なくとも１本を選択すると
   共に、前記第１下側線状電極及び第２下側線状電極のう
   ちの少なくとも１本を選択し、選択した線状電極のうち
   上側線状電極を交流電源の一方に接続し、他の線状電極
   は全て交流電源の他方に接続するための選択接続手段
   と、 交流電源の一方に接続された上側線状電極と、反対側に
   おいて選択された線状電極との間に流れる電流を検出す
   るための電流検出回路と、 前記電流検出回路の出力を受けて検波を行う検波手段と
   を含む、漏水検出システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の漏水検出システムにおい
   て、前記上側線状電極は、互いに平行に延びる第２下側
   線状電極相互の間にそれぞれ位置しかつ第２下側線状電
   極と平行に配置されていることを特徴とする漏水検出シ
   ステム。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の漏水検出システム
   において、前記上側線状電極相互の間隔が、前記第２下
   側線状電極相互の間隔よりも広いことを特徴とする、請
   求項１又は２記載の漏水検出システム。
4. 【請求項４】 請求項１記載の漏水検出システムにおい
   て、前記選択接続手段により、複数の上側線状電極の１
   本を選択すると共に、前記第１下側線状電極及び第２下
   側線状電極をそれぞれ１本選択し、それら選択した上側
   線状電極と第１下側線状電極及び第２下側線状電極との
   間に流れる電流を前記電流検出回路で検出することによ
   り漏水位置を検出することを特徴とする、漏水検出方
   法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の漏水検出システムにおい
   て、前記選択接続手段により、複数の上側線状電極の全
   てを選択すると共に、前記第１下側線状電極及び第２下
   側線状電極の全てを選択し、それら選択した全ての上側
   線状電極と全ての第１下側線状電極及び第２下側線状電
   極との間に流れる電流を前記電流検出回路で検出するこ
   とにより漏水の有無を検出することを特徴とする、漏水
   検出方法。